土木工程的发展现状与未来发展趋势

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摘要：土木工程是人类 历史 上年代最久远的“技术 科学 ”，作为一种系统的产业活动，土木工程的实质是生产的过程，是一种技术过程

通过一个学期土木工程概论课的学习，我已经深深地感受到土木工程涵盖的广泛，体味了前人取得的成就，也领悟了作为一名土木工程师的重大责任。当然，我们不能沉浸于现已取得的辉煌成就，止步不前。我们还应当与时俱进，去挖掘，去发现，去思考，去想象，去创新。在此，作为一名 中国 未来的土木工程师，我想结合土木工程的历史，结合我国的国情和世界形势，谈一谈土木工程的可持续发展之路。

1.引言 纵观人类文明史，土木工程建设在和自然斗争中不断地前进和发展。在我国的现代化建设中，土木工程业越来越成为国民经济发展的支柱产业。同时，随着社会和科技的发展，建筑物的规模、功能、造型和相应的建筑技术越来越大型化、复杂化和多样化，所采用的新材料、新设备、新的结构技术和施工技术日新月异，节能技术、信息控制技术、

生态技术等日益与建筑相结合，建筑业和建筑物本身正在成为许多新技术的复合载体。而超高层和超大跨度建筑、特大跨度桥梁及作为大型复杂结构核心的现代结构技术则成为代表一个国家建筑科学技术发展水平的重要标志。所有这一切都说明在土木工程中越来越体现了技术与创新的作用，谁能在世纪之交把握住土木工程学科的发展趋势。谁就能在知识经济时代开创土木工程学科的新纪元。

2.1对土木工程的现状和未来发展的认识

现今的土木工程，正日益同它的使用功能或生产工艺紧密结合。 公共和住宅建筑物要求的建筑、结构、给水排水、采暖、通风、供燃气、供电等现代技术设备日益结合成为整体。

工业 建筑物则要求恒温、恒湿、防微振、防腐蚀、防辐射、防火、防爆、防磁、防尘、防高（低）温、耐高（低）湿，并向大跨度、超重型、灵活空间方向发展。 另外，高层建筑大量兴起，地下工程高速发展，城市高架公路、立交桥大量出现，并逐步实现 交通 运输高速化、水利工程大型化。

值得一提的是我国实行改革开放以后，综合国力有了很大提高，已具备更大规模开发和利用水资源的条件，如三峡水利枢纽，南水北调工程等都是世界一流的大型水利工程

2.2对土木工程未来发展的认识

随着我国改革开放的不断深入和经济的迅速发展，中国将面临一个更大规模的建设高潮。可以说，我们正面临着一个伴随着国民经济飞跃的土木工程大发展的大好时期。而且这样一个优良的发展环境已经受到并将继续受到西方国家的急切关注。

作为跨世纪的一代，这一大好形势为我们提供了空前难得的施展才干、向国际水平冲击的良好机遇。同时，我们也深深感到，这是一个“机遇”与“挑战”并存、“合作”与“竞争”交织、“创新”与“循旧”相争的时代，如何把握世纪之交时土木工程学科的发展趋势，开创具有中国特色、具有国际一流水平的土木工程学科的新纪元，是对我们跨世纪一代人的严峻挑战。

3我的感受和认识：中国的土木工程要走可持续发展之路

我国的土木工程有自己的特殊性。

“中国是世界上人口最多的国家，一项大资源被13亿一除即变得微不足道，而一个小问题乘以13亿就成了大问题。”刘西拉教授此语切实道出了我国的困难之所在。我国的煤、石油、天然气、水、森林总量均居于世界前列，而人均占有量却全部低于世界平均水平。人口、能源、 教育 、污染问题已经成为我国所面临的四大严酷问题。走可持续发展迫在眉睫。而土木工程，也必当立足长远，走出一条可持续发展之路。

放眼世界，美国的现代化进程可谓先进，而现今资料表明：未来美国要投入16000亿美元来解决已建工程的不安全状态，譬如，氯离子所引发的建筑锈蚀等等。作为当代土木工程师，在传承前人辉煌成就的同时，也必须多多吸取已出事故的教训，在今后的工作中进行创新改良，实现可持续发展。

3.1发展高新技术，应用结构健康监测，实现可持续发

土木工程在实际使用过程中，会出现不同程度的损伤或性能退化，这将影响起承载能力和耐久性，甚至引发严重的工程事故，带来重大的人员伤亡和经济损失，产生严重的社

会影响。因此，从建筑建成的一刻起，就要做好健康监测、修复和加固的准备。

随着现代传感技术、计算机与通讯技术、信号分析与处理技术及结构动力分析理论的迅速发展，人们提出了结构健康监测的概念，给土木工程的发展带来革命性的变化。

结构健康监测系统通过在结构上安装各种传感器，自动、实时地测量结构的环境、荷载、响应等，对结构的健康状况进行评估，科学有效地提供结构养护管理的决策依据，确保结构安全运营，延长结构使用寿命。

近年来，大型土木工程特别是大跨度桥梁结构的健康监测技术成为国内外工程界和学术界关注的热点，通过科研和工程技术人员的努力取得了卓有成效的研究成果。国内外近年新建的许多大型桥梁都安装了结构健康监测系统，如我国的上海徐浦大桥、江阴长江公路大桥、东海大桥、香港地区的青马大桥，韩国Seohae桥和Youngjong桥、美国Commodore Barry桥和加拿大Confedration桥等。

像这样，通过发展结构健康监测与安全预警，在第一时间发现建筑可能出现的问题，及时进行修复与加固，既避免了可能出现的建筑事故，也基本解决了建筑过快老化损坏，不得不拆去重修的尴尬局面，及由此造成的大量经济、资源、时间上的浪费，实现建筑使用的可持续发展。

3.2合理利用自然资源及土木工程设施，实现可持续发展

“可持续发展是在不牺牲后代并满足其需要能力的条件下，满足当前的需要”。 合理利用自然资源，则要在土木工程的建设、使用和维护过程中，土木工程师主动做到节能节地，并最大限度地发挥既有土木工程设施的作用。

比如，我们可以充分利用建筑绿化，在夏季有效降低灰砖墙表面温度，从而减少空调的使用量；可以使用节能保温型的多孔砖或复合墙体作为墙体材料，达到冬季保温隔热的作用；还可以太阳能、地下热能等新能源，减少不可再生资源用量的减少。 另外，对既有建筑的再利用也是可持续发展的重要手段之一。这方面，上海已经取得不少成功的经验：大量不用的厂房，很多已经转变为展览厅、办公楼、艺术家工作室等。这样的改造再利用，既符合现代使用的要求，又节约了能源，避免了浪费，不失为一种有效的办法。

3.3开发利用再生资源和绿色资源，实现可持续发展

世界上每年拆除的废旧混凝土，工程建设产生的废旧混凝土等均会产生巨量的建筑垃圾。我国每年的施工建设产生的建筑垃圾达4000万吨，产生的废混凝土就有1360万吨，清运处理工作量大，环境污染严重。此外，我国是20年来世界水泥生产的第一大国，而这本身是一项高耗资源、高耗能、污染环境的行业。 与其他材料相比，钢材和再生混凝土较为符合绿色建材的标准，应当大力发展这样的绿色建材。

对此，日本的爱知世博会，给我们上了生动的一课：材料方面，世博会的各种建筑材料表面上看很高档，但是很多都是废物利用。许多木版都是由由建筑用木材废料加工而成，到处摆放的坐椅，是电视机壳粉碎后制成。丰田展馆内壁由回收的废纸加工而成，长久会场日本馆，既追求了人与自然和谐，也节约了经济开支，所使用的大部分钢材和木料，都可以回收利用。同时，竹壁的优越性在3到9月爱知的酷暑也显现无遗。竹子本身的性能大大降低了室内温度，空调的使用也明显减少。这一点给了我众多的思考：在建筑选材方面，在合适之处应用自然的可再生资源，节约开支的同时，也实现了生态与建筑的和谐可持续发展，何乐而不为呢？

另外，在日本爱知世博会长久手会场，茧状日本馆为减少热负荷，利用墙面绿化、生

物降解塑料材料和间伐木材(森林中被砍掉的细木材)实现了环保功能。以“自然的智慧”为主题的爱知世博会，展馆建设大量应用现代科技成果，突出环保性和功能性，反映出人类对自然美的孜孜追求。而这，也应当是未来土木工程师要学习和发展的方向。 我国建筑中，李国豪教授设计的扬浦大桥也堪称经典。引桥部分的螺旋式上升结构，节约人民币数亿元，是土木工程实现 经济 性可持续 发展 的典范。

当然，可持续发展，绝不是一味地追求节省，而是要寻求一种最合理的中间状态，既要保证建筑有足够的创意，也要追求完美的技术经济指标，以最少的投入获得最大的效益。我们依旧还是要创造经典，但是绝不能建立在挥霍金钱，建立在耗费更多的资源、能源的基础之上。现今，建筑世界已经进入到生态美学的时代，注重文化、生态、工程与环境之间的关系，注重人性化、节能与可持续

发展，才是当代工程师的着眼方向。

《土木工程概论》课程学习总结

土木工程的英文是Civil Engineering ,直译是民用工程，它是建造各种工程的统称。它既指建设的对象，即建造在地上，地下，水中的工程设施，也指应用的材料设备和进行的勘测，设计施工，保养，维修等专业技术。 土木工程随着人类社会的进步而发展，至今已经演变成为大型综合性的学科，它已经出许多分支，如：建筑工程，铁路工程，道路工程，桥梁工程，特种工程结构，给水排水工程，港口工程，水利工程，环境工程等学科。土木工程共有六个专业：建筑学，城市规划，土木工程，建筑环境与设备工程，给水排水工程和道路桥梁工程。

土木工程作为一个重要的基础学科，有其重要的属性：综合性，社会性，实践性，统

一性。土木工程为国民经济的发展和人民生活的改善提供了重要的物质技术基础，对众多产业的振兴发挥了促进作用，工程建设是形成固定资产的基本生产过程，因此，建筑业和房地产成为许多国家和地区的经济支柱之一。

古代的土木工程有很长的时间跨度，大致从公元前500年新石器时代出现原始的土木工程活动到16世纪末意大利的文艺复兴，导致土木工程走上迅速发展的道路为止，前后经历了两千多年。在这段时间内，由于科学理论发展及其缓慢，土木工程也没有突破习惯的发展。

远古时代，居住和交往的需要，人类开始了掘土为穴，架木为桥的原始的土木工程活动，我国黄河流域的仰邵文化遗址和西安半坡遗址发现了有供居住的浅穴和直径为5—6米的圆形房屋。中国古代的建筑多采用木结构，并逐渐形成与此想适应的风格，公元14世纪的建造的北京故宫是世界上最大的最完整的古代木结构宫殿建筑群，应县的木塔是世界上最高的木建筑。与此同时，欧洲的以石拱结构为主的古代房屋建筑也达到了很高的水平，意大利的比萨大教堂，法国的巴黎圣母院，罗马的圣彼得大教堂均反映了欧洲这一时期建筑施工和结构的最高成就。从17世纪中页开始到20 世纪40年代第二次世界大战结束为止的300年间，国外的建筑取得了长足的进步。土木工程进入了定量分析阶段。一些理论的发展，新材料的出现，新工具的发明，都使土木工程科学日渐完善和成熟。到了近代，二战结束之后，许多国家经济起飞，现代科学日益进步，从而为进一步发展提供了强大的动力和物质基础。尤其是我国，土木工程在这一段时间内，更是突飞猛进，建筑，

桥梁，道路，隧道等，无论是在技术理论上，还是在基础建设上，都取得了巨大的成就。

人们生活水平的不断提高，必然要求越来越舒适的居住环境，在这种情况下，建筑的发展直接推动了土木工程的发展。远古时代，人们巢居穴处，后来石器的出现，人们开始利用工具建造简单的住房，到明清时期，中国的木结构建筑技术和规模都达到了顶峰。解

放，随着国家对基础建设的投入的不断加大，一座座高楼想雨后春笋一样出现在中华大地。

建筑工程就是兴建房屋规划，勘测，设计，施工的总称。目的是为人类的生产和生活提供场所。随着《土木工程概论》课的进行，我对土木工程的认识从无到有，由浅入深。还记得第一天上课的内容，直到现在我才认识到自己以前对于这门课的理解是多么的片面和狭窄，甚至还有一定的偏见。

通过一学期对土木工程概论的学习，我已经对土木有了较深的了解。土木工程 真的是一个伟大的专业。它是一种工程分科。它是利用各种建设材料修建房屋、铁路、桥梁、隧道、运河、堤坝、港口等工程的生产活动和工程技术。另外，对上述各种工程的勘测、设计、修建、保养、维修等活动以及它们所需要的工程技术也均属于土木工程的范畴。

同时，土木工程也是一种学科。它运用数学、物理、化学等基础科学知识，力学、材料等技术科学知识以及土木工程方面的工程技术知识来研究、设计、修建各种建筑物和构筑物的一门用途极为广泛的学科。

生活在这世界上，是一时一刻也离不开我们土木工程的!其中“住”的问题是直接的，不论是原始的简陋的民宅，还是如今的高层住宅建筑，有凝聚着工程 师们的智慧和汗水。而“食、衣、行”也都直接或间接的与我们土木工程密切联系着。它是社会和科技发展所需要的先行官之一，它在任何一个国家的国民经济中都占有举足轻重的地位。学习它应该感到自豪和骄傲。而能成为一名工程师也会是一件光荣的事。食品厂、纺织厂、道路、桥梁、供水设施等等都在流露着土木工程这门科学的魅力。这些才只是土木工程表面上的东西，涵在其里的是这门科学不 仅要解决人们基本的物质上的需求，还要给人们以精神上的美的享受，同时还 要实现人力、物力、财力上的最省；达到结构、用料上的最优组合，并保障人们生命财产的安全。

土木工程，上至新石器时代，下至今，在人们的生活中起着不可估量的作用，从原来的仅仅是御寒，到现在的追求舒适美观，土木工程的产物式样越来越多，造型越来越别致美观，功能也越来越齐全。随着经济社会的不断发展，土木工程的作用越来越突出，土木工程技术的进步也越来越快，为了适应这个形式我们必须具有更多的知识，更多的适应社会发展的前沿知识。

在当今世界，我们土木工程的作品遍布世界各地，如著名的悉尼歌剧院，吉隆坡的石油双塔大厦，上海的金茂大厦，等等。原来美丽的地球在土木工程师的装扮下又增添了一道道亮丽的美观的色彩，和着大自然原本的特色构成了一个美丽的崭新的五彩世界。当我看到那座座闻名世界的高层建筑时，当土木工程师的理想就会再给我一次动力，穿过时间的隧道，我似乎看到了自己设计的建筑威严的屹立于天地之间。我也想在自己的工作生涯中为世界的画面添上自己亮丽的一面，当然这并不是我一时念头，而是经过土木工程这一阶段的学习深刻认识到的，自己应该为自己伟大的事业添上具有自己特色的一笔。这专业有很大的发展空间，特别在发展中的中国。改革开放的中国，建设是必须的，它需要源源不断具有建筑专业知识的人才，而我们正处于这个领域之内!我这时才深刻的认识到我的初始认识是多么的荒谬啊，我学的专业是神圣的，而不是无出路。

西安半坡村的新石器时代房屋到高耸入云的马来西亚石油双塔大厦，从闻名遐迩的赵州古桥到主跨近两千米的日本明石海峡大桥，从尼罗河畔闪着钻石般光芒的埃及金字塔到把气势如虎的长江拦腰截断的三峡大坝，这古今中外的伟大建筑无不一笔一笔书写着“土木工程”光辉悠久的历史。正是这一切一切把我们带入这拥有七千多年历史的广阔天空，土木工程紧随人类发展的脚步，我将会用我学得的知识和自己的满腔热情在这片天空中翱翔，创造出一番自己的事业!尽管我现在还没有别人优秀，但我相信在我的努力下，我一定会成功的。理想是美好的，载着这美好的理想，加之我勤奋不懈的努力，我相信我会腾飞的，飞过高山，穿越大海。让我设计的建筑坐落于世界的每块需要建设的土地，我相信，

未来的世界将因我们的存在而更加美丽多采!